Вони можуть «затамувати подих» на 5 годин

Крихітні рибки з сімейства карпозубих, які мешкають в теплих водоймах поблизу Долини Смерті в Каліфорнії, вміють затримувати дихання на п'ять годин. Це з'ясували зоологи з університету Невади в рамках свого нового дослідження.

Згідно з доповіддю, представленому вченими на щорічних зборах з експериментальної біології Американської фізіологічної спільноти, унікальна здатність карпозубих є прикладом вражаючої адаптації до швидко мінливих умов середовища.

Провідні автори дослідження Франк ван Брёкелен (Frank van Breukelen) і Стенлі Хіллярд (Stanley Hillyard) вирішили з'ясувати, як зникаючі види карпозубих пристосувалися до виживання за останні 10 тисяч років, що є, по суті, досить коротким терміном. За цей час, за словами зоологів, прохолодні великі озера перетворилися на серію невеликих басейнів з температурою, що досягає 35 ° C - майже як в теплій ванні або джакузі.

"Ми вивчили уважно еволюційну історію цих рибок і зрозуміли, що ще зовсім недавно вони жили в холодних умовах. Всього за 10 тисяч років середовище їх проживання різко змінилося", - розповідає ван Брёкелен.

На зміни в навколишньому середовищі карпозубі відреагували поведінковими змінами: вони стали менше часу проводити на мілководді, де температура вища, заглядаючи туди лише в період розмноження. У теплій воді рибкам доводиться несолодко, і тому вони знайшли особливий спосіб пристосування до нових умов середовища - анаеробне дихання. У цьому випадку для окислення використовується не кисень, а інші речовини (тобто риба фактично затримує дихання).

Властивість, яку іхтіологи виявили у карпозубих рибок, в науці називається фізіологічною пластичністю. Прикладів тому в царстві тварин і рослин чимало. Фізіологічно пластичними вважаються ті види, які пристосовуються до зимівлі, а також тварини, які їдять своїх братів і сестер, коли не вистачає ресурсів на всіх, щоб вижити.

У випадку з пустельними карпозубикамі (Cyprinodon macularius), яких вивчали ван Брёкелен і його колеги, фізіологічна пластичність виявляється в умінні "затримувати дихання" на тривалий термін (а точніше, чергувати в теплій воді аеробне і анаеробне дихання).

Чому ж представники виду C. macularius відчувають себе в теплій воді, м'яко кажучи, некомфортно? В організмах цих риб в звичайних умовах відбувається розпад поглинутого кисню, за рахунок чого генерується енергія. Однак за високих температур цей процес може бути небезпечним для них, оскільки разом з енергією відбувається генерація вільних радикалів - хімічно активних молекул, які ушкоджують білки, клітинні мембрани і ДНК.

Під час тривалого анаеробного періоду організм C. macularius генерує етанол, який також в процесі розпаду забезпечує організм енергією без потреби робити додатковий вдих. Більш того, обмін речовин під час затримки дихання пришвидшується в 15 разів у порівнянні зі звичайними умовами, що дозволяє виробляти енергію швидше і виживати навіть в екстремальних умовах.

"Іноді організмам доводиться вибирати менше з двох зол, хоча і це менше не завжди виявляється ідеальним варіантом. Ми вважаємо, що процес зміни аеробного і анаеробного дихання все ж завдає певний шкоди організму риби, наприклад, скорочуючи термін її життя", - пояснює ван Брёкелен в прес-релізі.

Іноді процес затримки дихання може тривати у пустельних рибок до п'яти годин.

Скорочення часу перебування в місцях нересту, призводить до скорочення шлюбного періоду і майже завжди веде до жахливих наслідків для популяції виду. Для карпозубих така поведінка і зовсім небезпечною, оскільки вони постраждали від руйнувань їх місць проживання і конкуренції з завезеними видами.

Незрозуміло, чи врятує надзвичайний прояв фізіологічної пластичності пустельних карпозубив як вид, проте ясно, що вони досить добре пристосувалися до вже сформованих умов середовища. Якщо ж температури водойм і далі продовжать підвищуватися, крихітні рибки на цей раз можуть і не знайти для себе відповідних умов для виживання.